научная статья по теме ОБЗОР ПЛАНЕТАРИЯ "STELLARIUM" Космические исследования

Текст научной статьи на тему «ОБЗОР ПЛАНЕТАРИЯ "STELLARIUM"»

Планетарии

Обзор планетария "Stellarium"

За написание данной статьи я сел из-за бытующего мнения, что "Stellarium" - это планетарий-игрушка и он не годится для серьезного использования. Поверьте, это не совсем так, а иногда и совсем

БАЗОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Родоначальник планетария французский программист Фабьен Шеро задумал "Stellarium" как хороший и при этом компактный визуализатор звездного неба с простым и понятным интерфейсом. Изначальная ориентация на ресурсы графических карт и технологию OpenGL (графическая библиотека, включающая более 250 функций для рисования сложных трехмерных изображений) позволила добиться высокой скорости рендеринга неба и его реалистичного воссоздания. Первую проблему удалось решить благодаря OpenGL, вторую - способу организации звездных каталогов

82

не так. Все зависит от того, в какой области предполагается применение данного планетария. В августе 2010 г. я исправил ошибки локализации и избавился от русско-английского интерфейса. За прошед-

и рендеринга данных из них.

В базовый комплект планетария входит каталог из 600 тыс. звезд (составленный по данным каталогов Hipparcos и Tycho 2), чего уже достаточно для создания модели звездного неба, если смотреть на него невооруженным глазом, с помощью бинокля или подзорной трубы. При необходимости можно подключить звездный каталог NOMAD Военно-морской обсерватории США, тогда число отображаемых планетарием звезд достигнет 210 млн практически без снижения производительности.

Количество поддерживаемых звездных каталогов не сильная сторона "Stellarium" в отличие от картографических

шие три года прошел путь до одного из ведущих разработчиков этого планетария, хорошо изучил его функции и набрал статистику использования, пообщавшись с его пользователями.

планетариев (например, астрономической программы "Cartes du Ciel"), рассчитанных на работу с картами и поддержку различных каталогов. Отличительная особенность "Stellarium" - плавность прокрутки небесной сферы при большом количестве объектов на ней.

Для ряда звезд (из каталога Hipparcos) есть данные об их собственном движении, которые "Stellarium" учитывает при моделировании звездного неба. С учетом прецессии пользователь видит смещение полюса мира среди звезд. Для большей реалистичности звездного неба планетарий моделирует характерное мерцание звезд, световое загрязнение, эффекты рефракции ат-

© Вольф А.В.

Северное полушарие неба после захода Солнца, проецируемое планетарием "Stellarium".

мосферы и ослабления яркости небесных светил близ горизонта.

Часть объектов глубокого космоса - Млечный Путь, некоторые галактики, звездные скопления и туманности - представлены в виде текстур (реальные изображения), "вшитых" в звездное небо. При желании пользователи могут включить отображение маркеров объектов глубокого космоса, а выделяя их, получить информацию о соответствующем объ-

екте. "Stellarium" оперирует основными любительскими каталогами объектов Вселенной -новым общим каталогом туманностей и звездных скоплений, индекс-каталогами Дж. Дреера (NGC и IC), каталогами Ш. Мес-сье (М) и П. Колдуэлла-Мура (С).

Для расчета положения тел Солнечной системы "Stellarium" применяет версию 1987 г. полуаналитической планетарной теории VSOP (более известной как VSOP87),

для Луны - ЕЬР2000-82В, а для галилеевых спутников Юпитера - Ь2. Так, при использовании УЭОР87 точность положения Меркурия, Венеры, барицентра Земля -Луна и Марса будет 1" с 2000 г. до н.э. по 6000 г. н.э., аналогичная точность достижима для Юпитера и Сатурна с начала н.э. по 4000 г., а для Урана и Нептуна - с 4000 г. до н.э. по 8000 г. ЕЬР2000-82В дает приемлемую точность положения Луны в 1828-2047 гг.

Луна . • ® □

Тип: луна

Звёздна?^величина:*22.15 (ослаблена до 22.56) • Абсолютная звёздная величина: 66.79 •

Прямое восхождение/Склонение^2000.0): 8Ь47т29.85/+17°53Ч1.0" . .

^рямое вфсхождение/Склонени'е (по дате): 8Ь47т595/+17°5Г16" Галактическая долгота/широта.'151°23' 16.17+33°25'33.5" Часовой угол/Склонение: 4Ь17т555/+17°5Г16" (геометрические)

Часовой уголСклонение: 4Н17®525/+17°52,24" (видимые) • . •

.Азимут/высота: +260о2Г207+29°23'26" (геометрические) • Азимут/высота: +2б0°2Г207+29°24'52" (видимые) • .,

Эклиптические топоцентр. координаты (по дате):гЫ29°33'26.87-0в00'14.8" ••

Наклонение эклиптики (по'да-#, для Земли):+23°26'17.4" . Ш

Расстояние: 0.00243938 а.е. (364927 км) Видимый диаметр: +0°32'44.0" Звёздный период обращения: 27.32 дней (0.075 а) Звёздныё сутки: б55п43т11.55 ■ •

Средние солнечные сутки: 708Ь44т^.8$ Фазевый угол: + 179°59'50" • Элонгация: +0о00'10" . Фаза: 0.00

Освещено: 0.0% . ' Аселлус Аустралис!

Земля^арнаул, 164 м F0V2.290 22.9 FPS 2008-08-01 17:

Солнечная корона во время полного солнечного затмения 1 августа 2008г., моделируемого планетарием ^вИапит".

Долгое время '^е!!аг-¡ит" снабжался линейной шкалой времени и не учитывал вариации вращения Земли и Луны, из-за чего моделирование солнечных и лунных затмений было сопряжено с увеличивающейся ошибкой. Начиная с версии 0.12.0, планетарий стал учитывать разницу (ДТ) между земным временем (ТТ) и Всемирным временем (иТ), и к версии 0.12.4 ему известно несколько теорий, описывающих разницу между идеальным равномерно текущим временем и "временем", обусловленным действительным вращением Земли. Сейчас "81е!!апит" может

оперировать 29 различными уравнениями для ДТ, включая отключение коррекции или задания своего собственного уравнения. Команда разработчиков посчитала, что не имеет права решать, какая из современных теорий наиболее верная, поэтому и предоставили пользователям самим определиться с выбором. По умолчанию "81е!!апит" использует для ДТ решение Ф. Эспенака и Ж. Мее-са, основанное на работах Л. Моррисона и Ф. Стивенсона (2004), и полиноме, проходящем через табличные значения для 1600-2000 гг., которое в настоящее время

считается универсальным и точным для довольно продолжительного периода времени. Такой же метод описан на сайте затмений NASA (http://eclipse.gsfc.nasa. gov/eclipse.html) и в книге Ф. Эспенака и Ж. Мееса "Пятитысячелетний канон солнечных затмений: -1900 до +3000" (2006).

Команда разработчиков ввела поддержку ДТ при моделировании астрономических явлений, что существенно сократило ошибку в определении даты затмений. Например, для 1 января 400 г. н.э. она теперь составляет менее 3с против 1ч 44м для программы серии 0.11 и более ранних

ее версий. Введение этой особенности проводилось в тесном сотрудничестве с профессионалами - археоастрономами.

Другая отличительная особенность планетария - обращение к мифологическим представлениям людей разных эпох о звездном небе. К примеру, можно переместиться во времена Древнего Египта или расцвета империи ацтеков, взглянуть на небо глазами индейцев Северной Америки или аборигенов Новой Зеландии. Пока в его

коллекции всего 15 таких программ, но даже это много больше того, что могут показать многие планетарии.

Планетарий позволяет выбрать земной пейзаж на свой вкус, а то и "переместиться" на любое небесное тело Солнечной системы и посмотреть на звездное небо с поверхности, скажем, Плутона или Цереры. Данные ландшафты не сложны в изготовлении, и пользователи планетария активно создают свои собственные.

Большинство виртуальных планетариев дают возможность пользователю включить показ основных линий и сеток небесной сферы - тут нет ничего удивительного, это считается их базовой функцией. А вот выбором проекции небесной сферы и ландшафта на экран компьютера похвастаться могут далеко не все планетарии. '^еИам-ит", обладающий гибким интерфейсом и довольно мощными средствами масштабирования, позволяет проецировать

Большая туманность Ориона (М 42 - NGC 1976)

Тип: Туманность

Звездная величина: 4.00 (ослаблена до 4.58) Прямое восхождение/Склонение (J2000.0): 5h35m24.0s/-5,27,00.0" Прямое восхождение/Склонение (по дате): 5h36mSs/-5*26l31* Галактическая долгота/широта:-150*55,02.Г/-19*23'00.4" ^^^ .• '•

Часовой угол/Склонение: 20h58m31s/-5*26'31" (геометрические^^^Иав^, I Часовой угол/Склонение: 20h58m36s/-5>24'17" (видимые) Азимут/высота:+131*05'057+19,57,38" (геометрические) " ^с Orí Азимут/высота:+131,05'05"/+20,00'08" (видимые) jfe •

Размер: +1*0б'00"

Туманность Ориона (М42, NGC 1976), проецируемая с помощью плагина "Окуляры".

Ио

евлгчиэд: 6.09 Лб<ОЛ»ОТм** в*тгчмн<> ЗЗ УС

Пр»»лоо сс<хождом»''С|<|сг.<»м}мке 02000,0): •1Ь23т27.0*/+20'-50,09.7" Прямое ео<хомдсн»е/Склом«нке (по <1Ь2чт11$/+210М9'52*

Часовой уго/уСкломвнй*: А глхуг ,*ысо т а: + • »4 »327.20? 1«'30* Расстоя***: 5.6Э6С0021а.«?. Сидим^й диаметр f0*00*00.9* \

- «ч '

Фрагмент системы Юпитера. Плагин "Редактор Солнечной системы"позволяет узнавать положение спутников Юпитера в данный момент.

изображение не только на мониторе компьютера, но и на большие экраны, включая купола стационарных планетариев. Немаловажную помощь в демонстрации различных астрономических явлений оказывает встроенная поддержка сценариев на языке ЕСМА8спр1.

ПЛАГИНЫ

Начиная с версии 0.10.3, "81е!!апит" поддерживают плагины (программный модуль, динамически подключаемый

к основной программе и предназначенный для расширения и/или использования ее возможностей). К 2009 г. появилось немало технически подкованных пользователей, которые расширили функции планетария, не переделывая его код. Зачастую расширение функций было необходимо для частных нужд, и включение его в базовую версию планетария не имело смысла. Введение системы плагинов - своеобразных дополнительных функциональных кирпичиков

в "здании" программы -помогло эффективно решить этот вопрос.

Сейчас для планетария "81е!!апит" написано более двух десятков плагинов, и только часть из них создана теми, кто занимается разработкой самого планетария. У плагинов разный уровень сложности и функциональности, и они предназначены для решения разных задач. К примеру, плагины "Компас" и "Угломер" просты и решают по конкретной задаче - рисование градусной сетки по горизонту и измере-

8 observations in 1 group (UVE5:2004-01-12T03?06:32.67

Images: 0, Spectra: 8, other: 0 . *

Raw: 8, Basic Galib: 0, Highly Processed: 0,

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком